Summary
Het huidige protocol beschrijft de echocardiografische karakterisering van de morfologie en functie van de rechterventrikel in een rattenmodel van pulmonale arteriële hypertensie.
Abstract
Pulmonale arteriële hypertensie (PAH) is een progressieve ziekte veroorzaakt door vasoconstrictie en remodellering van de kleine slagaders in de longen. Deze remodellering leidt tot verhoogde pulmonale vasculaire weerstand, verslechterde rechterventrikelfunctie en vroegtijdige dood. Momenteel goedgekeurde therapieën voor PAH richten zich grotendeels op pulmonale vaatverwijdende routes; recente opkomende therapeutische modaliteiten zijn echter gericht op andere nieuwe routes die betrokken zijn bij de pathogenese van de ziekte, waaronder remodellering van de rechterkamer (RV). Beeldvormende technieken die longitudinale beoordeling van nieuwe therapieën mogelijk maken, zijn zeer nuttig voor het bepalen van de werkzaamheid van nieuwe geneesmiddelen in preklinische studies. Niet-invasieve trans-thoracale echocardiografie blijft de standaardbenadering voor het evalueren van de hartfunctie en wordt veel gebruikt in knaagdiermodellen. Echocardiografische evaluatie van de RV kan echter een uitdaging zijn vanwege de anatomische positie en structuur. Bovendien ontbreken gestandaardiseerde richtlijnen voor echocardiografie in preklinische knaagdiermodellen, waardoor het moeilijk is om een uniforme beoordeling van de RV-functie uit te voeren in verschillende onderzoeken in verschillende laboratoria. In preklinische studies wordt het monocrotaline (MCT) letselmodel bij ratten veel gebruikt om de werkzaamheid van geneesmiddelen voor de behandeling van PAH te evalueren. Dit protocol beschrijft de echocardiografische evaluatie van de RV bij naïeve en MCT-geïnduceerde PAH-ratten.
Introduction
PAH is een progressieve ziekte gedefinieerd als een gemiddelde pulmonale arteriële druk bij rust van meer dan 20 mmHg1. Pathologische veranderingen in PAH omvatten longslagader (PA) remodellering, vasoconstrictie, ontsteking en fibroblastactivering en proliferatie. Deze pathologische veranderingen leiden tot verhoogde pulmonale vasculaire weerstand en bijgevolg tot remodellering van de rechterventrikel, hypertrofie en falen2. PAH is een complexe ziekte waarbij kruisverwijzing tussen verschillende signaalwegen plaatsvindt. De momenteel goedgekeurde geneesmiddelen voor de behandeling van PAH richten zich meestal op vaatverwijdende routes, waaronder de stikstofmonoxide-cyclische guanosinemonofosfaatroute, prostacyclineroute en endothelineroute. Therapieën gericht op deze routes zijn gebruikt als zowel monotherapieën als in combinatietherapieën 3,4. Ondanks de vooruitgang in de behandeling van PAH in het afgelopen decennium, tonen bevindingen van het in de VS gevestigde REVEAL-register een slechte 5-jaarsoverleving voor nieuw gediagnosticeerde patiënten5. Meer recent hebben opkomende therapeutische modaliteiten zich gericht op ziektemodificerende middelen die van invloed kunnen zijn op de multifactoriële pathofysiologie van de vasculaire remodellering die optreedt bij PAH in de hoop de ziekte te verstoren6.
Diermodellen van PAK's zijn van onschatbare waarde bij het beoordelen van de werkzaamheid van nieuwe medicamenteuze behandelingen. Het MCT-geïnduceerde PAH-ratmodel is een veel gebruikt diermodel dat wordt gekenmerkt door remodellering van de pulmonale arteriële vaten, wat op zijn beurt leidt tot verhoogde pulmonale vasculaire weerstand en rechterventrikelhypertrofie en disfunctie 7,8. Om de werkzaamheid van nieuwe behandelingen te beoordelen, richten onderzoekers zich normaal gesproken op de terminale beoordeling van RV-druk zonder rekening te houden met de longitudinale evaluatie van PA-druk, RV-morfologie en RV-functie. Het gebruik van niet-invasieve en niet-terminale beeldvormingstechnieken is cruciaal voor een uitgebreid onderzoek naar ziekteprogressie in diermodellen. Transthoracale echocardiografie blijft de standaardbenadering voor het evalueren van hartmorfologie en -functie in diermodellen vanwege de lage kosten en het gebruiksgemak in vergelijking met andere beeldvormingsmodaliteiten, zoals magnetische resonantiebeeldvorming. Echocardiografische evaluatie van de RV kan echter een uitdaging zijn vanwege de RV-positionering onder de borstschaduw, de goed ontwikkelde trabeculatie en de anatomische vorm, die het allemaal moeilijk maken om de endocardiale grens 9,10,11 af te bakenen.
Dit artikel is bedoeld om een uitgebreid protocol te beschrijven voor het evalueren van RV-afmetingen, -gebieden en -volumes, en systolische en diastolische functie bij naïeve en MCT-geïnduceerde PAK's bij Sprague Dawley (SD) ratten. Daarnaast beschrijft dit protocol een methode om echocardiografische dimensies in het normale en verwijde rechter atrium te beoordelen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle experimenten in dit protocol werden uitgevoerd volgens de richtlijnen voor dierverzorging van de Universiteit van Illinois in Chicago, Chicago Institutional Animal Care and Use Committee. Mannelijke Sprague Dawley (SD) ratten wogen tussen 0,200-0,240 kg op het moment van MCT-injectie; Het protocol dat in dit artikel wordt beschreven, kan echter worden gebruikt met een breder lichaamsgewichtbereik. De dieren werden verkregen uit een commerciële bron (zie tabel met materialen).
1. Onderzoeksopzet
- Dieren
- Verkrijg mannelijke SD-ratten en laat ze 4-7 dagen acclimatiseren. Groep-huis de ratten door de experimentele groep in schone kooien en houd ze in een kamer onderhouden op 20-26 ° C (68-79 ° F) en verlicht met fluorescentielampen getimed om een 14 uur licht, 10 uur donkere cyclus te geven.
- Geef ratten ad libitum toegang tot een standaarddieet en kraanwater voor de duur van het experiment.
- MCT-administratie
- Dien de ratten op studiedag 0 een subcutane dosis (3,0 ml/kg) MCT (60 mg/kg in HCl/NaOH, pH 7,4) toe; zie materiaaltabel; MCT Group) of voertuig (gedeïoniseerd water, pH 7,4; Controlegroep).
OPMERKING: Vanwege de voorzorgsmaatregelen in verband met MCT-dosering moeten alle ratten op studiedag 0 worden gedoseerd in een ruimte voor chemische gevaren en daar worden gehuisvest tot studiedag 7. - Breng de ratten op studiedag 7 terug naar een algemene huisvestingskamer voor de duur van het onderzoek.
- Dien de ratten op studiedag 0 een subcutane dosis (3,0 ml/kg) MCT (60 mg/kg in HCl/NaOH, pH 7,4) toe; zie materiaaltabel; MCT Group) of voertuig (gedeïoniseerd water, pH 7,4; Controlegroep).
- Klinische observaties
- Voer eenmaal daags observaties uit aan de kooizijde voor de algemene gezondheid en het uiterlijk. Observeer de dieren op sterfte en tekenen van pijn en angst.
- Noteer alle ongebruikelijke waarnemingen die tijdens de duur van het onderzoek zijn genoteerd in het notitieboek met onbewerkte gegevens.
- Lichaamsgewichten
- Noteer lichaamsgewichten op studiedag 0 (predose), wekelijks gedurende het onderzoek en op de dag van echocardiografie.
2. Echocardiografie
- Voorbereiding
- Op studiedag 23 na MCT-dosering, verdoof de ratten met isofluraan bij 2% -3%, aangedreven door 100% zuurstof (1 l / min) in een inductiekamer (zie tabel met materialen).
- Verwijder de ratten uit de kamer zodra het bewustzijn verloren is gegaan en breng ze over naar het dierenplatform van het beeldvormingsstation (zie Tabel van materialen) in een dorsale decubituspositie. Dien isofluraan toe met behulp van een neuskegel die is aangesloten op een verdamper die 1% -2% isofluraan levert, aangedreven door 100% zuurstof (1 l / min).
- Breng elektrodegel aan op elke poot en zet de poten vast in de elektrocardiogramloodplaten van het dierenplatform.
- Verwijder de vacht door de borst te scheren en een ontharingsmiddel te gebruiken (zie Materiaaltabel). Bevestig een rectale temperatuursonde (zie materiaaltabel) op zijn plaats. Plaats katoenen rollen aan de rechter- en linkerkant van het dier en zet ze vast met tape om de positie van het dier te behouden wanneer het platform wordt gekanteld.
- Monitoring
- Controleer de lichaamstemperatuur en hartslag (HR) via het echografiesysteem (zie materiaaltabel) gedurende de hele procedure.
- Houd de lichaamstemperatuur op 37 ± 0,5 °C en houd de HR op 350 bpm of hoger, indien mogelijk. Gebruik de warmhoudtafel en een warmtelamp om de temperatuur op peil te houden.
- Beeldacquisitie
- Voer transthoracale echocardiografie uit met behulp van een hoogfrequent ultrasoon beeldsysteem dat is uitgerust met een solid-state array ultrasone transducer (zie materiaaltabel).
OPMERKING: Alle richtingen die in de echocardiografische methoden worden vermeld, verwijzen naar rechts of links van de echoscopist. - Linkerventrikel (LV) parasternale lange as (PLAX) weergave
- Met de ratten in de dorsale decubituspositie, kantel je het platform naar links en breng je het caudaal ongeveer 10° naar beneden.
- Plaats de transducer in de houder in een semi-lock positie met de inkeping in de caudale richting. Beweeg de transducer zo dat deze naar de linker parasternale lijn wijst. Draai de transducer tegen de klok in ongeveer 30°-45° en kantel lichtjes craniaal langs de y-as (laterale transduceras).
- Breng warme ultrasone gel (zie Tabel met materialen) aan op de borst van de rat en laat de transducer zakken totdat deze in contact komt met de gel.
- Verplaats het platform naar rechts of links om een weergave te krijgen van de gehele LV in het midden van het scherm. Pas indien nodig de beelddiepte aan en verplaats de brandpuntszone naar de achterwand.
- Maak fijne aanpassingen in de platformpositie om ervoor te zorgen dat de aorta en apex zich in hetzelfde horizontale vlak bevinden en het LV-uitstroomkanaal zichtbaar is.
- Druk op Cine Store om de gegevens op te nemen. Voorbeelden van PLAX-weergaven van de LV-beelden worden weergegeven in figuur 1A.
OPMERKING: Het in beeld brengen van de LV zorgt voor vertrouwdheid met de positie van het hart in de borst. Een verwijde RV kan de LV verdringen.
- Aangepaste PLAX-weergave van het rechterventrikeluitstroomkanaal
- Kantel het platform ongeveer 10°-15° naar rechts en breng het caudaal ongeveer 5° naar beneden.
- Beweeg de transducer om naar de rechter parasternale lijn van de rat te wijzen. Draai de transducer tegen de klok in op ongeveer 30°.
- Breng ultrasone gel aan op de borst van de rat en laat de transducer zakken totdat deze in contact komt met de gel.
- Verplaats het platform naar links of rechts totdat de camper in zicht is. In deze aangepaste PLAX-weergave zijn de RV-wand en het interventriculaire septum (IVS) duidelijk zichtbaar, zoals weergegeven in figuur 1B.
- Draai de transducer indien nodig tegen de klok in om ervoor te zorgen dat de aorta en mitralisklep zichtbaar zijn.
- Verplaats de brandpuntszone naar het RV-vrije wandgebied om de endocardiale grensdefinitie te verbeteren en pas de versterking indien nodig aan.
- Druk op Cine Store om de gegevens op te nemen.
- Plaats de M-mode monstervolumelijn op het gebied waar de RV het breedst is en pas de poort aan om de RV en LV te omvatten. De monstervolumelijn wordt over het algemeen geplaatst tussen de schaduw van twee aaneengesloten wervels bij ratten.
- Druk op Update en druk vervolgens op Cine Store om de gegevens op te nemen. Voorbeelden van M-modus bij de gewijzigde PLAX-weergavebeelden worden weergegeven in figuur 1C en deze afbeeldingen worden gebruikt om de RV-interne diameter tijdens diastole (RVIDd), RV-interne diameter tijdens systole (RVIDs) en RV-vrije wanddikte (RVFWT) te analyseren.
- Til de transducer op en verplaats deze zodat deze slechts licht naar de rechter parasternale lijn van de rat neigt. Verplaats het platform naar een positie die slechts licht naar rechts is gekanteld.
- Laat de transducer zakken totdat deze in contact komt met de gel.
- Beweeg het platform caudaal en naar rechts of links totdat het RV-uitstroomspoor in zicht is en de longklep (PV) scherp en duidelijk zichtbaar is.
- Druk op Cine Store om de gegevens op te nemen. Voorbeelden van B-modus bij de gewijzigde PLAX-weergave ter hoogte van de beelden van het rechterventrikeluitstroomkanaal zijn weergegeven in figuur 2A; deze beelden worden gebruikt om de PV-diameter te analyseren.
- Als u dezelfde B-modus-beeldlocatie behoudt, drukt u op Kleur om de stroom door de PV te identificeren. Pas de snelheid aan om aliasing te optimaliseren, zodat het hoogste snelheidspunt zichtbaar is. Verhoog indien nodig de framesnelheid door de grootte van het Doppler-afbeeldingsvak in kleur te verkleinen.
- Druk op PW (gepulste golf) om het bloedstroomspectrum te kwantificeren. Verhoog de grootte van de steekproefvolumepoort tot het maximum.
- Pas indien nodig de basislijnsnelheid en de dopplerversterking aan, zodat de stroom zichtbaar is.
- Lijn de PW-hoek evenwijdig aan de richting van de stroom door de PV uit. Plaats het monstervolume op de hoogste snelheid (aliasingpunt) of op de uiteinden van de PV-bijsluiter.
- Druk op Update om de longsnelheden te bekijken.
- Druk op Cine Store om de gegevens op te nemen. Voorbeelden van PV PW Doppler-afbeeldingen zijn weergegeven in figuur 2B; deze beelden worden gebruikt om de pulmonale ejectietijd (PET), pulmonale versnellingstijd (PAT), pulmonale piek systolische snelheid (PV PSV), cardiale output (PV CO), slagvolume (PV SV), HR en hartcycluslengte (CL) te analyseren.
- RV gerichte apicale vierkamerweergave
- Kantel het platform naar de linkerhoek en craniaal zo ver mogelijk naar beneden.
- Draai de transducer tegen de klok in 30°-45° en beweeg de transducer zodat deze naar de rechterschouder/het oor van het dier wijst.
- Laat de transducer zakken totdat deze in contact komt met de gel. Deze positie zorgt voor een typisch vierkamerbeeld waarbij de LV en de linkerboezems (LA) zichtbaar zijn, maar de borstschaduw zich over de RV-vrije muur bevindt.
- Pas de apicale vierkamerweergave aan om het RV-gerichte zicht te verkrijgen door de transducer iets lateraal naar de ware top te plaatsen. Maak fijne aanpassingen totdat het maximale vlak is verkregen. Beweeg het platform indien nodig iets caudaal. In deze weergave is de schaduw van het borstbeen in het septum geplaatst en is de RV-vrije muur duidelijk zichtbaar.
- Zorg ervoor dat de RV, de rechterboezems (RA) en de tricuspidalisklep (TV) zichtbaar zijn in het akoestische venster.
OPMERKING: Als de RV-kamer erg verwijd is, is de LV-kamer mogelijk niet volledig zichtbaar. Door de transducer handmatig vast te houden, kan de transducerhoek nauwkeurig worden aangepast om de RV-visualisatie te verbeteren. - Zorg ervoor dat de RV niet wordt verkort en dat het LV-uitstroomkanaal niet wordt geopend.
- Druk op Cine Store om de gegevens op te nemen. Voorbeelden van B-mode bij de RV gerichte apicale vierkamerweergavebeelden zijn weergegeven in figuur 3A, B; deze beelden worden gebruikt om het rechter atriale gebied (RAA), RV end-diastolisch gebied (RVEDA) en RV end-systolisch gebied (RVESA) te analyseren.
- Plaats de M-mode cursor door de tricuspidalis annulus aan de RV vrije wand. Zorg voor een optimale beeldoriëntatie om onderschatting van snelheden te voorkomen. Druk op Update en Cine Store om de gegevens vast te leggen.
OPMERKING: Voorbeelden van bewegingsbeelden van tricuspidalis annulus zijn weergegeven in figuur 4A, B; deze beelden worden gebruikt om de tricuspidalis annulaire vlak systolische excursie (TAPSE) te analyseren. - Druk op B-Mode en druk vervolgens op Color om de stroom door de tv te identificeren. Pas de snelheid aan om aliasing te optimaliseren, zodat het hoogste snelheidspunt zichtbaar is. Verhoog de framesnelheid door de grootte van het doppler-afbeeldingsvak in kleur te verkleinen.
- Druk op PW om het bloedstroomspectrum te kwantificeren. Verhoog de grootte van de steekproefvolumepoort tot het maximum.
- Pas indien nodig de basislijnsnelheid en de Doppler-versterking aan.
- Lijn de PW-hoek parallel aan de richting van de RV-instroom uit. Plaats het monstervolume op de hoogste snelheid (aliasingpunt) of op de uiteinden van de tricuspidalisbijsluiter.
OPMERKING: Het in beeld brengen van de tricuspidalis instroomsnelheden kan een uitdaging zijn; Fijnafstelling van de positie van de transducer kan nodig zijn. - Druk op Update om de instroomsnelheden van tricuspidalis te bekijken.
- Druk op Cine Store om de gegevens op te nemen. Voorbeelden van tricuspide PW Doppler-beelden zijn weergegeven in figuur 5A,B; deze beelden worden gebruikt om de snelheid van de bloedstroom over de tv te analyseren tijdens vroege diastolische vulling (E), de snelheid van de bloedstroom over de tv tijdens late diastolische vulling (A), tricuspidalissluiting open tijd (TCO) en ejectietijd (ET).
- Ga terug naar de B-modus en druk op Tissue. Stel het platform iets in om ervoor te zorgen dat de tricuspidalis-annulus duidelijk zichtbaar is en plaats de weefsel-Doppler-monstervolumepoort bij de tricuspidalis-annulus aan de RV-vrije wand. Verhoog de monstervolumepoort tot maximale breedte.
- Pas indien nodig de basislijnsnelheid en de Doppler-versterking aan.
- Druk op Update om de dopplerafbeelding van het weefsel weer te geven.
- Druk op Cine Store om de gegevens op te nemen. Voorbeelden van weefsel-Dopplerbeelden zijn weergegeven in figuur 6A,B; deze beelden worden gebruikt om de ringvormige tricuspidalissnelheid bij vroege diastole (E'), de tricuspidalis ringvormige snelheid bij late diastole (A') en tricuspidalis ringvormige snelheid bij systole (S') te analyseren.
OPMERKING: TAPSE en weefseldoppler worden altijd gemeten aan de RV-vrije wand en niet aan het interventriculaire septum.
- Voer transthoracale echocardiografie uit met behulp van een hoogfrequent ultrasoon beeldsysteem dat is uitgerust met een solid-state array ultrasone transducer (zie materiaaltabel).
- Beeldanalyse
- Voer offline beeldanalyses uit met behulp van de instrumentcompatibele software (zie Materiaaltabel).
- Vermijd gebieden waar inspiratie optreedt voor alle metingen en neem altijd ten minste drie metingen voor elke parameter die moet worden geanalyseerd.
- Gewijzigd parasternaal lange-asbeeld van de rechterventrikel M-modus
- Selecteer een afbeelding die is verkregen uit de gewijzigde parasternale lange-asweergave van de rechterventrikel M-modus en analyseer de RVIDd (mm), RVIDs (mm) en RVFWT (mm).
- Selecteer Diepte in de algemene meetgereedschappen.
- Traceer de inwendige diameter van de RV-kamer bij diastole en systole (figuur 1C) en label de metingen als respectievelijk RVIDd en RVIDs.
- Selecteer het gereedschap Diepte om de dikte van de RV-vrije muur te meten. Lijn de cursor uit met de piek van de R-golf van het ECG en volg de wand aan het einde van de diastole (figuur 1C). Sluit RV-trabeculaties en papillaire spieren uit van de RV-endocardiale grens, indien aanwezig, om de RV-wanddikte nauwkeurig te meten. Sluit ook epicardvet uit, indien aanwezig, om ten onrechte verhoogde metingen te voorkomen.
OPMERKING: RV-trabeculaties en papillaire spieren worden weergegeven als stopgezette lijnen die de RV-wandbeweging volgen. RVIDd-, RVIDs- en RVFWT-metingen worden weergegeven in het rapport onder de sectie generiek pakket. Wanneer er een aanzienlijke verdikking van het hartzakje is, kan de meting van de RV-wand moeilijk zijn; Selecteer dus het analysegebied zorgvuldig.
- PV B-modus
- Selecteer een afbeelding verkregen uit de PV B-modus en analyseer de PV-diameter (mm).
- Selecteer RV - en PV-functie in het vervolgkeuzemenu van het hartpakket.
- Selecteer PV diam en kies een frame waarin de klep open staat. Traceer ter hoogte van de klep de afstand van muur tot muur en vermijd de annulus van de klep (figuur 2A).
OPMERKING: Metingen worden weergegeven in het rapport onder het gedeelte RV- en PV-functie.
- PV PW Doppler
- Selecteer een afbeelding verkregen van de PV PW Doppler om de PET (ms), PAT (ms), PV PSV (mm/s), HR (beats per min), CL (ms), PAT/PET-verhouding, cardiale output (PV CO; ml/min), slagvolume (PV SV; μL) en PAT/CL-verhouding te analyseren.
- Selecteer RV - en PV-functie in het vervolgkeuzemenu van het hartpakket en kies ten minste drie representatieve PA-snelheden.
- Selecteer PAT en traceer de PA-stroomsnelheid die begint bij het punt van versnelling en eindigt bij de piek van de snelheid.
- Selecteer PET en begin met de meting vanaf het versnellingspunt en eindig wanneer het signaal de basislijn bereikt.
- Selecteer PV peak vel, plaats de cursor op het hoogste snelheidspunt en klik met de linkermuisknop.
- Om de PV-snelheidstijdintegrale (PV VTI) meting te verkrijgen, kiest u de negatieve optie onder het piek-Vevo-gereedschap.
OPMERKING: De detectiegevoeligheid kan worden gewijzigd, maar gedurende het hele onderzoek moet een constante waarde worden gehandhaafd. - Selecteer PV VTI in het vervolgkeuzemenu. Begin de meting door met de linkermuisknop op het begin van de piek te klikken en eindig door met de rechtermuisknop aan het einde van de piek te klikken om de meting te voltooien. Pas de piekomtrek aan door de lijnen zo nodig te verplaatsen.
- Plaats de cursor op een PV VTI-meting en klik met de rechtermuisknop om Eigenschappen te selecteren en schakel vervolgens HR-meting in de optie parameters in. Herhaal deze stap voor alle drie de PV VTI-metingen.
- Selecteer Tijd in de algemene meetinstrumenten en traceer de tijd vanaf het versnellingspunt van de ene cyclus tot het versnellingspunt van de volgende cyclus om de CL te berekenen (figuur 2B).
OPMERKING: Metingen worden weergegeven in het rapport onder het gedeelte RV- en PV-functie. PAT/PET-verhouding, PV CO en PV SV worden berekend door de instrumentsoftware.
- RV gerichte apicale vierkamerweergave B-modus
- Selecteer een afbeelding verkregen uit de RV-gerichte apicale vierkamerweergave B-modus om de RAA (mm 2), RVEDA (mm2), RVESA (mm2) en RV fractionele gebiedsverandering [RVFAC = (RVEDA-RVESA)/RVEDA, %] te analyseren.
- Selecteer SAX (parasternale korte as) in het vervolgkeuzemenu hartpakket.
- Kies een B-modus afbeelding aan het einde van de diastole van de RV gerichte apicale vierkamerweergave. Zorg ervoor dat de gehele camper in het zicht staat, inclusief de apex en de zijwand.
- Selecteer ENDOarea;d en traceer het RV-endocardium van de annulus, langs de vrije wand naar de top en vervolgens terug naar de annulus langs het interventriculaire septum, met uitzondering van trabeculaties als ze aanwezig zijn.
- Kies een B-modus afbeelding bij end-systole, selecteer ENDOarea;s in het SAX B-mode vervolgkeuzevenster en herhaal het spoor van de RV. Selecteer met dezelfde afbeelding het 2D-gebied van de generieke meetinstrumenten en traceer de RA door het endocardium te volgen en het vena cava- en RA-aanhangsel uit te sluiten. Het gebied tussen de tricuspidalisklepblaadjes en de annulus is eveneens uitgesloten (figuur 3).
- Herhaal de ENDO-oppervlaktemeting bij diastole en systole en RA-gebiedsmeting in twee extra afbeeldingen.
OPMERKING: Metingen van het RV-gebied bij diastole en systole worden weergegeven in het rapport onder de sectie SAX-B-modus. Het RA-gebied wordt weergegeven onder de algemene pakketmetingen. RVFAC wordt berekend met behulp van de formule RVFAC = (RVEDA-RVESA)/RVEDA10.
- M-modus aan het laterale deel van de tricuspidalis annulus
- Selecteer een M-mode beeld verkregen uit het laterale deel van de tricuspidalis annulus om de TAPSE (mm) te analyseren.
- Selecteer Diepte uit de algemene meetinstrumenten en kies een gebied van ten minste drie opeenvolgende hartlocaties zonder inspiratoire interferenties.
- Traceer de afstand van einddiastole tot pieksystole van het RV-ringvormige segment in drie opeenvolgende hartcycli (figuur 4).
OPMERKING: Metingen worden weergegeven in het rapport onder de sectie algemeen pakket.
- TV PW Doppler
- Selecteer een beeld verkregen van de TV PW doppler om de E (mm/s), A (mm/s), TCO (ms), ET (ms) en RV myocardiale prestatie-index [RVMPI = (TCO-ET)/ET]11 te analyseren.
- Selecteer TV Flow in het vervolgkeuzemenu van het hartpakket en kies ten minste drie representatieve tv-snelheden.
- Selecteer TV E (tricuspid early filling), plaats de cursor op het hoogste snelheidspunt van de E-golf en klik met de linkermuisknop; Er wordt een lijn getrokken van de hoogste snelheid naar de basislijn. Selecteer op dezelfde manier TV A (tricuspid late filling), plaats de cursor op de hoogste snelheid van de A-golf en klik met de linkermuisknop; een andere lijn wordt getrokken van de hoogste snelheid naar de basislijn (figuur 5).
- Als u de uitwerptijd (ET) wilt meten, selecteert u het gereedschap Tijd uit de algemene meetinstrumenten en meet u de tijd vanaf het begin (voorrand) tot het einde (achterrand) van de tricuspidalisinstroom (een gebied waar de stroom uitwerpt). Label de metingen als ET (figuur 5).
- Als u de TCO-tijd wilt meten, selecteert u het gereedschap Tijd en traceert u de tijd vanaf het einde van de tricuspidalis A-golf van de ene cyclus tot het begin van de tricuspidalis E-golf van de volgende cyclus. Label de metingen als TCO (figuur 5).
OPMERKING: Metingen van TV E en TV A worden weergegeven in het rapport onder het gedeelte TV-stroom. ET- en TCO-metingen worden weergegeven onder de algemene pakketmetingen. RVMPI wordt berekend als (TCO-ET)/ET11. E, ET en TCO worden gemeten met een constant R-R-interval om fouten te minimaliseren. ET-metingen kunnen ook worden uitgevoerd van de middelste rand tot de achterrand; Consistentie in de manier waarop de meting tijdens de analyse wordt verkregen, is het belangrijkst.
- RV laterale tricuspidalis annulus weefsel Doppler
- Selecteer een afbeelding verkregen uit de RV laterale tricuspidalis annulus weefsel Doppler om de E' (mm/s), A' (mm/s), S' (mm/s) en E/E' verhouding te analyseren.
- Selecteer TV Flow in het vervolgkeuzemenu van het hartpakket en kies ten minste drie representatieve vrije wandweefselsnelheden.
- Selecteer TV LW E, plaats de cursor op het hoogste snelheidspunt van de E'-golf en klik met de linkermuisknop; Er wordt een lijn getrokken van de hoogste snelheid naar de basislijn. Selecteer op dezelfde manier TV LW A, plaats de cursor op het hoogste snelheidspunt van de A'-golf en klik met de linkermuisknop; een andere lijn wordt getrokken van de hoogste snelheid naar de basislijn (figuur 6).
- Selecteer MV Flow in het vervolgkeuzemenu van het hartpakket en selecteer S WAVE.
- Plaats de cursor op de hoogste systolische snelheid tijdens de uitwerpfase, zonder de Doppler-envelop te overschrijden, en klik met de linkermuisknop; er wordt een lijn getrokken van de hoogste snelheid naar de basislijn (figuur 6).
OPMERKING: Metingen worden weergegeven in het rapport onder de secties TV Flow en MV Flow. De E/E'-verhouding wordt handmatig berekend.
- Obductie
- Euthanaseer de ratten door exsanguinatie onder overdosis isofluraan op studiedag 24 na MCT-dosering volgens institutioneel goedgekeurd protocol.
- Verwijder het hart-longblok en infundeer voorzichtig via de vasculatuur met ijskoude zoutoplossing totdat het perfusaat helder is. Scheid het hart en de longen en verwijder de overtollige zoutoplossing.
- Weeg elk orgaan afzonderlijk.
- Verwijder de boezems en gooi weg.
- Scheid de LV met het septum (LV+S) van de RV en weeg de ventrikels apart.
- Verwijder het linkerscheenbeen en scheid het van het zachte weefsel.
- Verkrijg een longitudinale meting van het scheenbeen met behulp van een digitale remklauw (zie materiaaltabel).
- Gooi het ontleedde hart, de longen en het scheenbeen weg met de rest van het karkas.
OPMERKING: Het hartgewicht (HW), het longgewicht (LW), het LV+S-gewicht en het RV-gewicht worden genormaliseerd door de lengte van het scheenbeen (TL). De RV-hypertrofie wordt beoordeeld door Fulton's Index, waarbij het RV-gewicht wordt genormaliseerd door het LV+S-gewicht [Fulton-index = RV/(LV+S)]12.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
In deze studie werden met MCT behandelde ratten gebruikt als een model van PAH. Echocardiografische analyse werd uitgevoerd op studiedag 23 na MCT-toediening en alle metingen en berekeningen vertegenwoordigden gemiddelden van drie opeenvolgende cycli. Echocardiografische parameters verkregen uit controle (medium: gedeïoniseerd water) en MCT-behandelde (60 mg/kg) ratten zijn weergegeven in tabel 1.
Representatieve beelden van de PLAX-weergave in controle- en MCT-behandelde ratten zijn weergegeven in figuur 1A. Deze beelden worden gebruikt als een eerste beoordeling van de positie van het hart en de LV-morfologie. Kwantitatieve beoordelingen van de RV worden verkregen in een aangepaste PLAX-weergave, omdat dit visualisatie van de RV mogelijk maakt (Figuur 1B). In de aangepaste PLAX-weergave vertonen de met MCT behandelde ratten een vergrote rechterkamer en lijkt de linkerkamer uit zijn positie te zijn verplaatst in vergelijking met de controleratten (figuur 1B). De M-modus wordt verkregen in de gewijzigde PLAX-weergave op het breedste gebied van de RV en gebruikt om RVIDd, RVIDs en RVFWT te meten (figuur 1C). RVIDd, RVIDs en RVFWT worden gemeten, exclusief trabeculatie in de muur, en RVFWT wordt verkregen op het hoogtepunt van de R-golf van het ECG. Zoals verwacht, wordt een significante toename van RVIDd, RVIDs en RVFWT waargenomen bij de MCT-behandelde ratten (figuur 1C en tabel 1), wat wijst op RV-verwijding en verdikking van de RV-vrije wand.
Doppler-beeldvorming wordt gebruikt om PA-stroomsnelheden te meten (figuur 2B). Bij controleratten vertoont de longstroom een symmetrische V-vorm, met een pieksnelheid die optreedt in het midden van de systole (figuur 2B, bovenpaneel). Bij met MCT behandelde ratten daarentegen is de pieksnelheid langzamer en gebeurt deze eerder in systole, wat resulteert in een aanzienlijk verkorte PAT en kleinere PAT/PET- en PAT/CL-verhoudingen (tabel 1). Bovendien vertonen met MCT behandelde ratten een inkeping in de late systole (figuur 2B, onderste paneel). PV PW Doppler wordt gebruikt om de PV VTI te meten (figuur 2B); PV CO en PV SV worden berekend met behulp van respectievelijk de PV VTI en PV diameter metingen. PV CO en PV SV zijn significant lager bij de met MCT behandelde ratten (tabel 1), wat wijst op een verminderde systolische functie. HR wordt verkregen uit de PV PW Doppler-metingen en is vergelijkbaar tussen de controle- en MCT-behandelde ratten (tabel 1).
De RV-gerichte apicale vierkamerweergave wordt gebruikt om RVEDA, RVESA en RAA te meten (figuur 3) en RVFAC wordt berekend op basis van RVEDA en RVESA. Zoals eerder vermeld, moeten trabeculaties in de muur, indien aanwezig, worden uitgesloten van deze metingen. RVFAC is significant afgenomen bij met MCT behandelde ratten (tabel 1), wat wijst op RV systolische disfunctie. Met MCT behandelde ratten vertonen ook RA-verwijding vanwege verhoogde PA-druk (figuur 3A, B, rechterpanelen en tabel 1). In normale omstandigheden heeft de LV-holte een hogere druk dan de RV, wat resulteert in een septumkromming van de LV gedurende de hartcyclus (figuur 3A, B, linkerpanelen). Wanneer de RV-druk pathologisch toeneemt in PAK, gaat deze normale kromming verloren en lijkt het interventriculaire septum "afgeplat"13, zoals weergegeven in figuur 3A, B (rechterpanelen). De RV-gerichte apicale vierkamerweergave wordt ook gebruikt om TAPSE te meten aan de hand van de M-modus ondervraging van de tricuspidalis annulus (figuur 4). TAPSE is significant verminderd bij met MCT behandelde ratten (figuur 4B en tabel 1), wat wijst op een gecompromitteerde RV-functie.
De diastolische functie wordt beoordeeld aan de hand van de PW Doppler-evaluatie van de tv-stroom en laterale tv-laterale annulusweefseldoppler. Met MCT behandelde ratten vertonen een significant hogere E-golf en RVMPI en een neiging tot een verhoogde E/E'-ratio (figuur 5 en tabel 1), wat wijst op een verminderde diastolische functie. De tv-annulusweefsel Doppler-weergave wordt ook gebruikt om E' en S' te meten (figuur 6B). Met MCT behandelde ratten vertonen significant langzamere S', wat een verminderde RV-systolische functie bevestigt (ook aangetoond door een vermindering van PV CO en PV SV). Er wordt geen significante verandering in E' waargenomen bij met MCT behandelde ratten. A en A' kunnen ook worden verkregen uit respectievelijk de TV flow PW Doppler en laterale TV laterale annulus weefsel Doppler. Deze parameters worden in dit artikel niet besproken.
Hartweefselmassametingen bij terminale oogst en echocardiografische analyses ondersteunen RV-hypertrofie bij met MCT behandelde ratten in vergelijking met controleratten. Zoals weergegeven in tabel 2, zijn de Fulton-index en de RV/TL-ratio significant verhoogd bij met MCT behandelde ratten in vergelijking met controleratten. Bovendien vertonen met MCT behandelde ratten een verhoogde LV + S / TL-verhouding, wat wijst op LV-hypertrofie. MCT-behandelde ratten vertonen ook een verhoogde LW / TL-verhouding, wat wijst op longoedeem.
Figuur 1: Parasternale lange-as (PLAX) weergaven. (A) Representatieve beelden van conventionele PLAX om de linkerventrikel (LV) uitstroom, linker atria (LA), rechter atria (RA) en aortaklep (AV) in een controlerat (linkerpaneel) en monocrotaline (MCT)-behandelde rat (rechterpaneel) te visualiseren. (B) Representatieve beelden van gemodificeerde PLAX-weergave om het rechterventrikelkanaal (RV), het interventriculaire septum (IVS), de LV en de AV in een controlerat (linkerpaneel) en MCT-behandelde rat (rechterpaneel) te visualiseren. Bij ratten wordt de M-mode monstervolumelijn meestal geplaatst tussen de schaduw van twee aaneengesloten wervels (weergegeven met blauwe pijlen). (C) Voorbeelden van M-modus metingen bij een controlerat (bovenpaneel) en MCT-behandelde rat (onderste paneel). Metingen omvatten RV-vrije wanddikte (RVFWT), RV-inwendige diameter tijdens diastole (RVIDd) en RV-inwendige diameter tijdens systole (RVIDs). Voor een gemakkelijke weergave worden de metingen van slechts één hartcyclus weergegeven. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: PV-diameter en stroomsnelheden van de longslagader. (A) Representatieve beelden van gemodificeerde PLAX-weergave om de longslagader te visualiseren en de diameter van de longklep (PV) te meten in een met controlerat (linkerpaneel) en monocrotaline (MCT) behandelde rat (rechterpaneel). (B) De pulmonale ejectietijd (PET) wordt gemeten vanaf het punt van versnelling tot het punt van terugkeer naar de uitgangswaarde bij een controlerat (bovenpaneel) en een met MCT behandelde rat (onderste paneel). Pulmonale versnellingstijd (PAT) is het tijdsinterval tussen het punt van versnelling en de piek van snelheid. Pulmonale kleppiek systolische snelheid (PV PSV) wordt gemeten op de piek van de Dopplerstroom. PV velocity time integral (PV VTI) wordt in blauw getraceerd met behulp van de software-optie. De lengte van de hartcyclus (CL) wordt gemeten vanaf het punt van versnelling van de ene cyclus tot het punt van versnelling van de volgende cyclus. Late systole notching wordt waargenomen bij MCT-behandelde ratten. Pijlen geven de drie opeenvolgende cycli aan die in aanmerking zijn genomen voor berekeningen. Representatieve metingen worden weergegeven in verschillende cycli voor een gemakkelijke weergave, maar alle metingen zijn in elk van de drie cycli uitgevoerd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: RV focused apicale vierkamerweergave. (A) Representatieve beelden van het rechter ventrikel eind-systolisch gebied (RVESA) en het rechter atriale gebied (RAA) in een controlerat (linkerpaneel) en monocrotaline (MCT)-behandelde rat (rechterpaneel). In de bovenste deelvensters worden afbeeldingen weergegeven zonder overtrekken en in de onderste deelvensters worden getraceerde gebieden weergegeven. Metingen werden uitgevoerd met behulp van ENDOarea;s en 2D-gebiedstools om respectievelijk RVESA en RAA te berekenen. (B) Voorbeeldafbeeldingen van het einddiastolische gebied van de rechterkamer (RVEDA) met behulp van de ENDOarea;d-softwaretool in een controlerat (linkerpaneel) en MCT-behandelde rat (rechterpaneel). In de bovenste deelvensters worden afbeeldingen weergegeven zonder overtrekken en in de onderste deelvensters worden getraceerde gebieden weergegeven. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: Tricuspide ringvormige vlak systolische excursie (TAPSE). (A) Bovenpaneel: rechterventrikel gefocusseerd apicale vierkamerbeeld bij een controlerat. Rechterventrikel (RV), rechterboezems (RA) en tricuspidalisklep (TV) worden gevisualiseerd. Onderste paneel: M-modus ondervraging van de tricuspidalis annulus om TAPSE te meten bij controleratten. (B) Bovenpaneel: rechterventrikel gerichte apicale vierkameraanzicht in een met monocrotaline (MCT) behandelde rat. Onderpaneel: M-modus ondervraging van de tricuspidalis annulus om TAPSE te meten bij een met MCT behandelde rat. Pijlen geven de drie opeenvolgende metingen aan die in aanmerking zijn genomen voor berekeningen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5: Gepulste golf Doppler van tricuspidalisinstroom. Voorbeeld van gepulseerde Doppler-opnamen van tricuspidalisinstroom om de bloedinstroomsnelheid over de tricuspidalisklep te meten tijdens vroege diastolische vulling (E, in blauw), late diastolische vulling (A, in blauw), tricuspidalis sluiting-open tijd (TCO) en ejectietijd (ET) in (A) een controlerat en in (B) een met monocrotaline (MCT) behandelde rat. Pijlen geven de drie opeenvolgende cycli aan die in aanmerking zijn genomen voor berekeningen. Representatieve metingen worden in één cyclus weergegeven voor eenvoudige weergave, maar alle metingen zijn in elk van de drie cycli uitgevoerd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6: Weefseldoppler van de laterale tricuspidalis annulus. Weefsel-Doppler-monsterbeelden van piek systolische myocardiale snelheid bij de laterale tricuspidalis-annulus (S', in blauw) en piekmyocardiale relaxatiesnelheid bij vroege diastole (E', in blauw) en late diastole (A', in blauw) in (A) een controlerat en in (B) een met monocrotaline (MCT) behandelde rat. Pijlen geven de drie opeenvolgende cycli aan die in aanmerking zijn genomen voor berekeningen. Representatieve metingen worden in één cyclus weergegeven voor eenvoudige weergave, maar alle metingen zijn in elk van de drie cycli uitgevoerd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Echocardiografische parameters | Experimentele groepen | ||||
| Bediening (voertuig) | MCT (60 mg/kg) | ||||
| gemiddelde ± SD | n | gemiddelde ± SD | n | ||
| Boby gewichtsbereik (kg) | 0.352-0.431 | 8 | 0.231-0.296 | 9 | |
| Morfologie | RVIDd (mm) | 2,72 ± 0,43 | 8 | 5,04 ± 1,68* | 9 |
| RVIDs (mm) | 1,77 ± 0,52 | 8 | 4,04 ± 1,58* | 9 | |
| RVFWT (mm) | 0,59 ± 0,13 | 8 | 1,38 ± 0,30* | 9 | |
| PV diameter (mm) | 3,72 ± 0,38 | 8 | 3,50 ± 0,24 | 9 | |
| RAA (mm2) | 17,97 ± 3,14 | 5 | 34.46 ± 12.15* | 8 | |
| RVEDA (mm2) | 37,97 ± 6,57 | 5 | 52,78 ± 7,41* | 8 | |
| RVESA (mm2) | 21,68 ± 8,41 | 5 | 44,40 ± 5,04* | 8 | |
| Systolische functie | RVFAC (%) | 44,16 ± 16,55 | 5 | 15.49 ± 5.07* | 8 |
| PET (ms) | 70,78 ± 5,89 | 8 | 74,52 ± 7,65 | 9 | |
| PAT (ms) | 32,56 ± 6,01 | 8 | 20.23 ± 4.21* | 9 | |
| PAT/PET-verhouding | 0,46 ± 0,10 | 8 | 0,27 ± 0,05* | 9 | |
| PV PSV (mm/s) | 1032,35 ± 100,76 | 8 | 605,85 ± 170,29* | 9 | |
| PVCO (ml/min) | 179,03 ± 39,92 | 8 | 73,04 ± 36,57* | 9 | |
| PVSV (μL) | 505,53 ± 114,04 | 8 | 215,97 ± 99,58* | 9 | |
| HR (bpm) | 358,52 ± 43,14 | 8 | 324,69 ± 42,35 | 9 | |
| CL (ms) | 169,86 ± 22,60 | 8 | 185,84 ± 22,56 | 9 | |
| PAT/CL-verhouding | 0,20 ± 0,05 | 8 | 0,11 ± 0,02* | 9 | |
| TAPSE (mm) | 3,33 ± 0,63 | 7 | 1,47 ± 0,49* | 8 | |
| ET (ms) | 77,83 ± 11,16 | 7 | 78,52 ± 7,82 | 8 | |
| TCO (ms) | 92,93 ± 9,58 | 7 | 107,96 ± 11,77* | 8 | |
| Rvmpi | 0,20 ± 0,09 | 7 | 0,39 ± 0,19* | 8 | |
| S' (mm/s) | 62,62 ± 12,78 | 6 | 25,90 ± 8,26* | 7 | |
| Diastolische functie | E (mm/s) | 460,33 ± 82,90 | 7 | 684,89 ± 177,53* | 8 |
| E' (mm/s) | 53.07 ± 26.35 | 6 | 40,82 ± 23,34 | 7 | |
| E/E" | 9,79 ± 3,18 | 6 | 23.79 ± 17.34 | 7 | |
Tabel 1: Rechter ventrikel echocardiografische parameters op dag 24 post-MCT (MCT Group) of vehikel (Control Group) toediening bij Sprague Dawley ratten. Gegevens gepresenteerd als gemiddelde ± SD. De t-test van de student werd gebruikt om gegevens te analyseren. *p < 0,05. Afkortingen: Monocrotaline (MCT), RV inwendige diameter tijdens diastole (RVIDd), RV inwendige diameter tijdens systole (RVIDs), RV vrije wanddikte (RVFWT), rechter atriumgebied (RAA), rechter ventrikel eind-diastolisch gebied (RVEDA), rechter ventrikel end-systolisch gebied (RVESA), RV fractionele gebiedsverandering (RVFAC), pulmonale ejectietijd (PET), pulmonale versnellingstijd (PAT), pulmonale piek systolische snelheid (PV PSV), cardiale output (PV CO), slagvolume (PV SV), hartslag (HR), hartcycluslengte (CL), tricuspidalis ringvormige vlak systolische excursie (TAPSE), ejectietijd (ET), tricuspidalissluiting open tijd (TCO), RV myocardiale prestatie-index (RVMPI), tricuspidalis ringvormige snelheid bij systole (S'), snelheid van de bloedstroom over de tv tijdens vroege diastolische vulling (E) en tricuspidalis ringvormige snelheid bij vroege diastole (E').
| Obductie parameters | Experimentele groepen | |
| Beheersen (Voertuig, n = 6-8) |
MCT (60 mg/kg, n = 7-9) |
|
| HW/TL (mg/mm) | 29,4 ± 2,40 | 30,8 ± 3,22 |
| LW/TL (mg/mm) | 40,3 ± 2,03 | 55,8 ± 6,75* |
| (LV+S)/TL (mg/mm) | 20,6 ± 1,81 | 16,1 ± 1,00* |
| RV/TL (mg/mm) | 5,76 ± 0,53 | 10,6 ± 2,39* |
| RV/(LV+S) | 0,28 ± 0,03 | 0,66 ± 0,16* |
| TL (mm) | 39,3 ± 1,03 | 38,7 ± 1,74 |
Tabel 2: Orgaanmetingen op dag 24 post-MCT (MCT Group) of voertuig (Control Group) toediening bij Sprague Dawley ratten. Gegevens gepresenteerd als gemiddelde ± SD. De t-test van de student werd gebruikt om gegevens te analyseren. *p < 0,05. Afkortingen: Monocrotaline (MCT), hartgewicht (HW), longgewicht (LW), rechterventrikel (RV), linkerventrikel (LV) en scheenbeenlengte (TL).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Echocardiografische evaluatie van de RV is een waardevol ontdekkingsinstrument voor de screening van de effectiviteit van nieuwe behandelingen in diermodellen van PAH. Diepgaande karakterisering van de RV-structuur en -functie is noodzakelijk als nieuwe doelen bij de behandeling van PAK-adres RV-verbouwing 4,14. Deze studie beschrijft een gedetailleerd protocol dat de succesvolle karakterisering van RV-structuur en -functie mogelijk maakt.
De complexe structurele geometrie en positionering achter het borstbeen maken echocardiografische karakterisering van de RV moeilijk; zo worden aangepaste echocardiografische weergaven gebruikt om RV-visualisatie te vergemakkelijken en om te helpen bij de nauwkeurige identificatie van de RV-endocardiale grenzen tijdens analyses. In dit verband wordt gemodificeerde PLAX gebruikt voor een betere visualisatie en om de pulmonale stroomsnelheden en morfologische metingen van de RV te verkrijgen. Andere protocollen hebben het gebruik van parasternale korte-asweergaven beschreven om de longstroom en RV-wanddiktete meten 15; het gebruik van gemodificeerde PLAX maakt het echter mogelijk om consistente representatieve weergaven van de pulmonale stroomsnelheden te verkrijgen en verbetert ook de RV-vrije wanddefinitie. Bovendien wordt de RV-gerichte apicale weergave met vier kamers gebruikt om de visualisatie van de RA- en RV-kamerwanden te verbeteren en consequent metingen van de RV-systolische en diastolische parameters te verkrijgen.
De volgende parameters worden aanbevolen om de systolische functie van RV te beoordelen: TAPSE, RVFAC, RIMP en S'. TAPSE is een meting van RV longitudinale contractie en er is gemeld dat het correleert met de mate van RV-disfunctie16; TAPSE evalueert echter alleen longitudinale contractie zonder rekening te houden met de radiale component van contractie die relevant wordt in een verwijde RV11. Ondanks zijn beperking blijft TAPSE een routinematig verkregen parameter, omdat deze gemakkelijker te verkrijgen is in vergelijking met RVFAC en RIMP; een volledige evaluatie van de mate van systolische disfunctie moet echter de beoordeling van S', RIMP en RVFAC omvatten. S' is gemakkelijk te meten, betrouwbaar en reproduceerbaar, maar evalueert alleen de longitudinale systolische functie. Bij mensen correleert RVFAC goed met RV-ejectiefractie (EF)10 en is het een nauwkeurigere meting van de RV-functie dan TAPSE. RIMP, gedefinieerd als [TCO-ET]/ET, is een index van wereldwijde RV-prestaties, weerspiegelt zowel RV systolische als diastolische functie en is een prognostische marker bij patiënten met PAH17. RIMP wordt gemeten met TV PW Doppler omdat het gemakkelijker kan worden verkregen, hoewel het ook kan worden gemeten uit het weefsel Doppler van laterale tricuspidalis annulus. Het is belangrijk om verschillende indices van RV-systolische functie te gebruiken bij het beoordelen van de effectiviteit van medicamenteuze behandeling in PAH-diermodellen om de beperking van elke meting te overwinnen. Het gebruik van de RVEF als een meting van de systolische functie wordt niet aanbevolen vanwege de complexiteit van de RV-geometrie, wat leidt tot schromelijk onderschatte volumes10.
RV diastolische functie bij ratten is een onderbelicht gebied als gevolg van de technische problemen bij het verkrijgen van de TV stroomsnelheden en de TV laterale annulus weefsel Doppler. Door gebruik te maken van de RV-gerichte vierkamer-apicale weergave zoals vermeld in dit protocol, kunnen consistente echocardiografische weergaven met een goede endocardiale grensdefinitie worden verkregen. E/E'-ratio en RAA moeten worden gebruikt als een maat voor RV-diastolische functie bij vroege RV-disfunctie. Stamanalyse is een krachtig hulpmiddel geworden om toegang te krijgen tot LV systolische disfunctie in de beginfase van LV-disfunctie; slechts enkele studies gebruiken dit type analyse echter om de RV14,18 te evalueren, vanwege de moeilijkheden die worden ondervonden bij het visualiseren van de hele wand en bij het verkrijgen van hoogwaardige echocardiografische beelden die nodig zijn voor rekanalyse. Hoewel in deze studie geen stamanalyses zijn uitgevoerd, is de kwaliteit van de volgens dit protocol verkregen beelden voldoende om dit type analyse uit te voeren, indien nodig.
Ten slotte biedt dit protocol een gedetailleerde beschrijving van de echocardiografische weergaven die nodig zijn om de RV- en RA-morfologie te beoordelen, evenals om de systolische en diastolische functie van RV te karakteriseren. Deze gegevens bieden een verbeterde evaluatie van de werkzaamheid van nieuwe verbindingen om de PAK-ontwikkeling in knaagdierdiermodellen te verstoren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
Dit werk werd ondersteund door NHLBI K01 HL155241 en AHA CDA849387 toegekend aan de auteur P.C.R.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.9% sodium cloride injection USP | Baxter | 2B1324 | |
| Braided cotton rolls | 4MD Medical Solutions | RIHD201205 | |
| Depilating agent | Wallgreens | Nair Hair Remover | |
| Electrode gel | Parker Laboratories | 15-60 | |
| High frequency ultrasound image system and imaging station | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo 2100 | |
| Isoflurane | MedVet | RXISO-250 | |
| Male sprague Dawley rats | Charles River Laboratories | CD 001 | CD IGS Rats (Crl:CD(SD)) |
| Monocrotaline (MCT) | Sigma-Aldrich | C2401 | |
| Rectal temperature probe | Physitemp | RET-3 | |
| Sealed induction chambers | Scivena Scientific | RES644 | 3 L size |
| Solid-state array ultrasound transducer | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo MicroScan transducer MS250S | |
| Stainless steel digital calipers | VWR Digital Calipers | 62379-531 | |
| Ultrasound gel | Parker Laboratories | 11-08 | |
| Vevo Lab software | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Verison 5.5.1 |
References
- Galie, N., McLaughlin, V. V., Rubin, L. J., Simonneau, G. An overview of the 6th World Symposium on Pulmonary Hypertension. European Respiratory Journal. 53 (1), 1802148 (2019).
- Tyagi, S., Batra, V. Novel therapeutic approaches of pulmonary arterial hypertension. International Journal of Angiology. 28 (2), 112-117 (2019).
- Hoeper, M. M., et al. Targeted therapy of pulmonary arterial hypertension: Updated recommendations from the Cologne Consensus Conference 2018. International Journal of Cardiology. 272, 37-45 (2018).
- Sommer, N., et al. Current and future treatments of pulmonary arterial hypertension. British Journal of Pharmacology. 178 (1), 6-30 (2021).
- Farber, H. W., et al. Five-year outcomes of patients enrolled in the REVEAL registry. Chest. 148 (4), 1043-1054 (2015).
- Zolty, R. Novel experimental therapies for treatment of pulmonary arterial hypertension. Journal of Experimental Pharmacology. 13, 817-857 (2021).
- Jasmin, J. F., Lucas, M., Cernacek, P., Dupuis, J. Effectiveness of a nonselective ET(A/B) and a selective ET(A) antagonist in rats with monocrotaline-induced pulmonary hypertension. Circulation. 103 (2), 314-318 (2001).
- Stenmark, K. R., Meyrick, B., Galie, N., Mooi, W. J., McMurtry, I. F. Animal models of pulmonary arterial hypertension: the hope for etiological discovery and pharmacological cure. American Journal of Physiology Lung Cellular and Molecular Physiology. 297 (6), 1013-1032 (2009).
- Muresian, H. The clinical anatomy of the right ventricle. Clinical Anatomy. 29 (3), 380-398 (2016).
- Rudski, L. G., et al. Guidelines for the echocardiographic assessment of the right heart in adults: a report from the American Society of Echocardiography endorsed by the European Association of Echocardiography, a registered branch of the European Society of Cardiology, and the Canadian Society of Echocardiography. Journal of the American Society of Echocardiography. 23 (7), 685-713 (2010).
- Jones, N., Burns, A. T., Prior, D. L. Echocardiographic assessment of the right ventricle-state of the art. Heart Lung and Circulation. 28 (9), 1339-1350 (2019).
- Spyropoulos, F., et al. Echocardiographic markers of pulmonary hemodynamics and right ventricular hypertrophy in rat models of pulmonary hypertension. Pulmonary Circulation. 10 (2), 2045894020910976 (2020).
- Armstrong, W. F., Ryan, T., Feigenbaum, H. Feigenbaum's echocardiography. 7th edn. , Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins. (2010).
- Kimura, K., et al. Evaluation of right ventricle by speckle tracking and conventional echocardiography in rats with right ventricular heart failure. International Heart Journal. 56 (3), 349-353 (2015).
- Cheng, H. W., et al. Assessment of right ventricular structure and function in mouse model of pulmonary artery constriction by transthoracic echocardiography. Journal of Visualized Experiments. 84, e51041 (2014).
- Mazurek, J. A., Vaidya, A., Mathai, S. C., Roberts, J. D., Forfia, P. R. Follow-up tricuspid annular plane systolic excursion predicts survival in pulmonary arterial hypertension. Pulmonary Circulation. 7 (2), 361-371 (2017).
- Grapsa, J., et al. Echocardiographic and hemodynamic predictors of survival in precapillary pulmonary hypertension: seven-year follow-up. Circulation: Cardiovascular Imaging. 8 (6), 002107 (2015).
- Bernardo, I., Wong, J., Wlodek, M. E., Vlahos, R., Soeding, P. Evaluation of right heart function in a rat model using modified echocardiographic views. PLoS One. 12 (10), 0187345 (2017).
